一、研究背景

癌症是全球第二大死因，仅次于心脏病。仅在美国，每天就有约 1620 人死于癌症，凸显了癌症对公众健康的重大影响。这一统计数字凸显了对持续研究、加强预防策略和开发更有效治疗方法的迫切需求。癌症已成为一项严峻的全球健康挑战，其负担逐年加重。该疾病的发病率和死亡率呈稳步上升趋势。例如，全球新发癌症病例从 2010 年的约 1 400 万例激增至 2020 年的 1 930 万例，增幅高达 37.8%。同样，与癌症相关的死亡人数也从 2010 年的 820 万攀升至 2020 年的 990 万，凸显了该疾病的破坏性影响。这些数字不仅凸显了癌症发病率的不断增长，还强调了全面预防、早期检测和有效治疗策略的迫切需要，以应对这一全球健康危机。

癌症包括多种疾病，其主要类型受到全球关注，如图 1 所示，包括但不限于脑癌、乳腺癌、肾癌、黑色素瘤和肝癌。每种癌症都起源于特定的组织，表现出独特的特征，影响不同的器官。了解这些癌症类型对有效诊断、治疗和研究工作至关重要，有助于改善治疗效果和减轻全球癌症负担。对这些领域的全面认识和研究有助于推动肿瘤学的发展，促进制定更好的预防、早期检测和个性化治疗策略。

图1.癌症的类型

高收入国家的癌症死亡率较高，这可能与先进的医疗保健基础设施有关，这些基础设施能够提供更彻底的诊断和报告，此外还有预期寿命延长等因素，以及饮食和吸烟等生活方式因素。癌症是一种受多种因素影响的复杂疾病。环境因素起着重要作用，烟草烟雾、辐射、污染和职业危害是主要的罪魁祸首。接触这些因素会增加罹患各种癌症的风险。遗传因素也有一定的影响，因为遗传突变可能使人容易罹患某些癌症。虽然并非所有癌症都会遗传，但家族史仍然是一个重要的考虑因素。生活方式因素对癌症风险有重大影响，其中饮食、体育锻炼、肥胖、饮酒和激素替代疗法是关键的影响因素。富含水果和蔬菜的饮食加上定期锻炼有助于降低患癌风险，而不健康的生活习惯则会增加患癌风险。年龄、免疫系统功能和传染源等其他因素也会对癌症的发展产生影响。必须指出的是，这些因素的相互作用在不同癌症类型中各不相同，虽然遗传会影响易感性，但生活方式的改变和环境保护对预防癌症仍然至关重要。相比之下，低收入国家在获得优质医疗服务方面往往面临挑战，导致诊断不足和报告不足，从而造成癌症死亡率明显偏低。

基于纳米纤维的给药系统为实现药物的可控和持续释放提供了一种前景广阔的方法。然而，要将这些系统从实验室成功转化为临床应用，就必须全面了解它们的降解特征和药代动力学/药效学（PK/PD）行为。纳米纤维降解的速度和机制对药物释放动力学有重大影响，可生物降解聚合物具有控释和最终消除载体系统的优势。同时，阐明封装药物的吸收、分布、代谢和排泄对于优化剂量方案和预测治疗效果至关重要。通过对这些参数进行细致的表征，研究人员可以设计出既能有效递送治疗药物，又能将不良反应降至最低的纳米纤维系统。

二、摘要

目前，由于生活质量低下，癌症患者的人数不断增加。因此，治疗癌症的疗法受到了专家们的广泛关注。许多抗癌药物已被用于治疗癌症患者。然而，立即使用抗癌药物会给患者带来令人不快的副作用，而且在使用这些疗法时也有许多限制。纤维素、壳聚糖、聚乙烯醇 (PVA)、聚丙烯腈 (PAN)、肽和聚（羟基烷酸）等多种聚合物在治疗癌症方面具有良好的特性，但通过共轴电纺丝技术生产的基于纳米纤维的靶向和可控给药系统具有非凡的特性，如良好的机械特性、优异的释放特性、高表面积、高抗氧化性、高抗疲劳性和高抗氧化性、 而且无毒无害、生物可再生、生物友好、高度可降解，可非常方便地进行工业化生产。

因此，通过同轴电纺丝设备生产的纳米纤维可以设计成针对特定癌细胞或组织。通过改变纳米纤维的成分和特性，研究人员可以控制治疗剂的释放动力学，增强其在肿瘤部位的蓄积，同时将全身毒性降至最低。同轴电纺纳米纤维的核壳结构可以控制治疗剂的长期持续释放。这种可控释放特性可在肿瘤微环境中长时间维持治疗药物浓度，从而提高癌症治疗效果。

三、结论

将药物输送到患处的传统方法依赖于药物的控制和持续排出。利用基于纳米技术的框架为临床科学提供了支持。利用这些纳米传输器实现的指定和持续药物排放表明，这是一种很有前途的方法。与游离药物相比，纳米纤维可支持药物排出，因此对癌细胞更有效。药物和聚合物的选择对于决定正确的混合药物传输至关重要。纳米纤维可以携带大量的各种抗癌药物；天然提取的材料有助于治疗受癌症影响的细胞；磁性纳米粒子也证明了其与其他抗癌药物混合使用的价值。一般来说，姜黄素等亲水性和疏水性药物的输送可以在纳米纤维的帮助下进行控制。因此，纳米纤维在保护人类免受癌症疾病侵袭方面具有惊人的功效。

图2.人类的药物输送。

图3.纳米纤维在医疗领域的应用

图4.用于癌症治疗的常用聚合物纳米纤维。

 

图5.静电纺丝法生产纳米纤维。

 

图6.用聚合物控制药物。

图7.电纺丝法制备用于癌症治疗的纳米纤维网。